论文部分内容阅读
咬肌作为口颌系统重要的组成部分在形态和功能上发挥了重要作用。以往研究发现经过正畸治疗后,患者面颊部软组织厚度会减少,但尚未有研究将其与内部的咬肌等组织的厚度相联系;另一方面,咬肌是咀嚼系统中提供咬合力最大的肌肉之一,研究认为后牙的生理性合曲线是在咬合力的作用下逐渐形成的,那么咬肌所提供的咬合力及其方向应该对后牙的生理性合曲线有一定作用。但以往对于咬肌的三维影像学研究通常使用CT和MRI,往往样本量较少且得出的结论尚未达成共识。因此本研究将对咬肌的形态和功能两方面进行进一步探索。本研究分为三个部分。第一部分是方法学研究,旨在建立CBCT咬肌自动分割方法,并通过与MRI咬肌分割相比较的方法评价CBCT咬肌分割的精确性和可重复性。在咬肌分割任务中,本研究利用CT图像与对应的咬肌标注数据训练分割网络,利用非监督域适应框架学习CBCT图像的咬肌自动标注。网络框架以循环生成对抗式网络(CycleGAN)为基础,实现非监督的CBCT与CT的模态转换以及特征联合嵌入,在仅使用CT图像标注进行训练的情况下,分割网络也能适用于CBCT的图像的咬肌自动分割。与现有其他方法相比,本方法与手工分割的相似性更高,达到93.7%。接着,本研究比较了 CBCT和MRI的咬肌分割,该部分纳入17名志愿者,每位志愿者在1个月内分别接受CBCT和MRI的拍摄。CBCT中的咬肌分割通过基于CycleGAN的方法进行,辅以手工检查和修改,而MRI中的咬肌完全由手工分割进行。所有咬肌分割由本实验者和第二名实验者重复一遍。对于横断面积(cross-sectional area,CSA),精确性和可重复性由配对t检验、组内相关系数(ICC)和测量标准误差(SEM)来表示。同时,本研究计算了 Dice相似度系数(DSC)和平均Hausdorff距离(aHD)来评价分割的精确性和可重复性。配对t检验显示,CBCT和MRI咬肌自动分割的横断面积没有显著差异,所有的ICC均大于0.95,测量标准误差则小于4.85mm2。Dice相似度系数均大于0.94,表示CBCT和MRI咬肌分割的相似度大于94%。平均Hausdorff距离均小于0.1mm,表示CBCT和MRI咬肌分割图形的轮廓高度一致。基于CycleGAN经过手工分割和调整的CBCT咬肌自动分割与MRI没有显著差异。因此与MRI相比,CBCT咬肌分割表现出了良好的精确性,并在重测中表现出良好的可重复性。研究的第二部分旨在评价女性成人患者正畸治疗相关的咬肌和周围软组织厚度变化,以及可能影响正畸治疗中这些软组织变化的原因。这部分回顾性研究纳入了 42名女性患者,并将其分为两组,拔牙组22人,非拔牙组20人。我们将治疗前后的CBCT进行重叠和重建,并测量了面部咬肌区软组织(MAS)、咬肌(MM)和周围脂肪组织(FT)的厚度变化,并在拔牙组和非拔牙组之间进行比较。我们对上述软组织的厚度变化及初始年龄、治疗周期、矢状向关系(ANB角)和垂直向关系(FMA)进行了Spearman相关分析。回归分析用于检验这些变量之间的因果关系。在拔牙组和非拔牙组,MAS和MM的厚度在治疗后均显著减小,并在拔牙组减小更多(大于1mm)。相关分析显示,MAS和MM的厚度减小具有强相关性(r>0.7),而MAS和FT的变化则中度相关(r>0.4)。下颌平面角与MAS和MM的厚度减小均具有显著的负相关。散点图和回归分析进一步验证了这些关系。女性患者中,咬肌和周围组织软组织在正畸治疗后均呈现厚度减小。低角患者在咬肌区域的软组织减小更加明显。但在临床上,总体软组织厚度减少在大多数患者中是非常微小的。研究三使用与研究二相同的样本,对42位患者的治疗前后CBCT进一步进行咬肌的大小和方向与功能合平面之间的关系,并结合头影测量数据探索影响合平面角度的因素。首先将42名患者分为两组,拔牙组22人,非拔牙组20人。将治疗前后的CBCT进行重叠和三维重建,以治疗前双侧眶下点和耳点建立了水平面,经过前后鼻嵴点并垂直于水平面作为矢状面,最后垂直于水平面和矢状面为冠状面,利用上颌第二磨牙、第一磨牙及与其相邻的双尖牙的所有颊尖分别建立了治疗前后的功能合平面(FOP)。另外,计算了 Spee曲线深度,测量了咬肌的体积,利用主成分分析法(PCA)计算了咬肌的长轴,并将其投影至矢状面,作为其矢状方向。结合头影测量指标,我们对结果进行了分析。治疗后,拔牙组和非拔牙组咬肌的体积均显著减小,Spee曲线变平坦,而咬肌方向则无明显变化。对不同的垂直骨面型中咬肌矢状方向与功能合平面的夹角(MM/FOP)进行方差分析,发现三组之间没有显著的统计学差异,且三组均值都非常接近90°。最后,以治疗前合平面(FOP/FHpre)作为因变量,相关分析筛选出的自变量进行回归分析,回归方程中纳入了治疗前咬肌的方向(MM/FHpre)、上下颌中切牙的角度(U1/NA、U1/PP、L1/MP)、上颌第一磨牙的倾斜度(U6/PP)、A点的突度(NA/PA)和下颌平面角(FMA),回归方程的R2=0.362。本研究得出结论,经过正畸治疗,咬肌的体积显著减小,而方向几乎无明显变化。咬肌与功能合平面的夹角基本稳定且接近垂直,不随下颌平面角变化。咬肌的矢状方向、上下中切牙的角度、A点的突度和上颌第一磨牙的角度等会影响后牙功能合平面的生理性倾斜度。